Изучаем Java SE 8 с Хорстманом: основные аспекты

Java – один из самых популярных языков программирования в мире. Он используется для разработки различных приложений, игр, веб-сервисов и многого другого. Изучение Java является важным шагом для всех, кто желает связать свою карьеру с программированием. Однако, как и любое другое язык программирования, Java имеет свои особенности и нюансы.

В этой статье мы рассмотрим основные моменты изучения Java SE 8 с помощью книги «Java SE 8 for the Really Impatient» авторства Кей С. Хорстмана. Мы поговорим о главных концепциях языка, методах и классах, которые нужны для написания полноценных приложений на Java. Также мы рассмотрим особенности использования новых функциональных возможностей, введенных в Java SE 8.

Независимо от вашего уровня знаний в программировании, изучение Java с Хорстманом поможет вам получить глубокие знания о языке, научиться правильно использовать его возможности и применять их на практике. Будь то разработка десктопных или мобильных приложений, игр или веб-сервисов – Java SE 8 с Хорстманом поможет вам стать настоящим экспертом в своей области.

Java SE 8 с Хорстманом: ключевые моменты

Java SE 8 – это новая версия платформы Java, которая была выпущена в 2014 году. Вместе с этой версией были представлены значительные изменения и нововведения.

Один из главных экспертов по Java, Кей Хорстман, написал книгу, которая считается одной из лучших на сегодняшний день для изучения Java SE 8. В этой книге он описывает ключевые моменты новой версии языка.

Одним из главных изменений в Java SE 8 является добавление функциональных интерфейсов и поддержка лямбда-выражений. Это позволяет программистам писать более краткий и выразительный код, что делает его более читабельным и поддерживаемым.

Еще одно важное нововведение – это потоки данных (stream API). Они просты в использовании и позволяют работать с коллекциями данных более эффективно.
Java SE 8 также представил новый Date/Time API, который заменяет устаревший java.util.Date и java.util.Calendar. Новый API предоставляет более гибкие и удобные способы работы с датами и временем.

Java SE 8 также включает новые возможности для обработки исключений, расширения аннотаций, улучшенную поддержку типов и новые методы для работы со строками.

С помощью книги Кея Хорстмана вы сможете ознакомиться со всеми этими функциями и научиться их использовать в своих приложениях.

Описание книги

«Изучаем Java SE 8» — это книга, которая знакомит читателя с основами языка программирования Java и его новой версией SE 8. Автор книги Кей С. Хорстманн профессиональный программист и автор более 20 книг по программированию.

Книга содержит подробное и понятное описание всех ключевых элементов языка Java SE 8, включая различные конструкции и синтаксис, объектно-ориентированный подход и работу с различными типами данных.

Кроме теоретического материала, в книге представлено множество практических примеров и задач, которые помогают читателю лучше понять принципы работы языка и научиться его правильно использовать в практических задачах.

Эта книга может быть полезна как начинающим программистам, так и тем, кто уже имеет опыт работы с языком Java. Она поможет повысить уровень знаний и навыков в программировании, а также изучить новые технологии и подходы, используемые в современной разработке программного обеспечения.

Java SE 8: новинки и изменения

Java SE 8 — одна из самых важных версий языка программирования Java. Эта версия включает множество новых функций и улучшений, которые делают Java более мощной и удобной для разработчиков. Вот некоторые из ключевых изменений:

Лямбда-выражения. Java SE 8 предоставляет поддержку лямбда-выражений, что позволяет более просто и компактно описывать анонимные функции.
Stream API. Stream API в Java SE 8 позволяет работать с коллекциями данных намного проще и эффективнее, нежели было ранее. Теперь мы можем использовать операции фильтрации, преобразования и сокращения для работы с данными.
Дата и время API. Java SE 8 включает новый пакет java.time, который предоставляет более удобную и точную работу с датами и временем, чем предыдущие версии.
Методы по умолчанию в интерфейсах. Java SE 8 позволяет добавлять методы по умолчанию в интерфейсы, что упрощает их использование в множественном наследовании.
Новые методы в классе Math. В Java SE 8 были добавлены новые методы в класс Math, например, log10 и expm1, что расширяет его функциональность.

Это далеко не все новинки и изменения в Java SE 8, но некоторые из ключевых. Java SE 8 существенно расширяет возможности Java и упрощает разработку приложений на языке Java.

Лямбда-выражения

Лямбда-выражения — это синтаксический сахар для анонимных классов, которые реализуют функциональные интерфейсы.

Такие классы создаются на лету и не имеют имени.

В Java 8 был введен новый функциональный интерфейс java.util.function.Function, который принимает один аргумент и возвращает результат.

Для создания лямбда-выражения необходимо определить его в круглых скобках, например:

(int x) -> x * x

Это лямбда-выражение, которое возвращает квадрат числа.

Лямбда-выражения можно передавать в качестве параметров методам, которые принимают функциональные интерфейсы.

Например:


public static void process(List list, Function f) {
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
list.set(i, f.apply(list.get(i)));
}
}

В данном примере метод process принимает список и функциональный интерфейс Function.

Для применения лямбда-выражения для каждого элемента списка используется метод apply, переопределенный в функциональном интерфейсе.

Применение лямбда-выражений в Java позволяет упростить код и сделать его более читаемым и компактным.

Стримы

Стримы — это новый механизм для работы с коллекциями данных в Java, появившийся в версии 8. Он позволяет обрабатывать коллекции данных проще и эффективнее, чем раньше.

Стримы позволяют производить низкоуровневые операции над коллекциями, например, фильтрацию, сортировку, преобразование и свертку коллекций. Они предоставляют более высокоуровневый способ для работы с этими коллекциями, чем привычные циклы, что делает код более читабельным и проще для понимания.

У стримов есть ряд преимуществ, включая возможность параллелизации и ленивость вычислений. Это позволяет повысить производительность обработки коллекций данных и сделать код более удобочитаемым и лаконичным.

Для работы со стримами необходимо использовать методы интерфейса Stream, которые предоставляются стандартными классами коллекций. Стримы могут использоваться для работы с любыми коллекциями данных, включая списки, множества и карты.

Использование стримов в Java является лучшей практикой для обработки больших объемов данных, и это важный элемент в разработке приложений на Java SE 8.

Объектно-ориентированное программирование в Java SE 8

Java SE 8 разработана с использованием объектно-ориентированной парадигмы программирования, которая позволяет создавать код, ориентированный на объекты, а не на процессы. Такой код модульный, легко читаемый и понятный, что облегчает процесс разработки и поддержки программного обеспечения.

В Java SE 8 все объекты создаются на основе классов. Классы являются основными структурными элементами объектно-ориентированных программ. Они описывают свойства и поведение объектов, которые создаются на их основе. У каждого класса есть своя уникальная структура, которая включает в себя поля, методы и конструкторы.

Java SE 8 также поддерживает наследование и полиморфизм – ключевые концепции объектно-ориентированного программирования. Наследование позволяет создавать новые классы на основе уже существующих, а полиморфизм – использовать объекты подклассов вместо объектов базового класса. Такой подход уменьшает дублирование кода и повышает его гибкость и расширяемость.

Java SE 8 также поддерживает интерфейсы, которые определяют набор методов, которые должен реализовать класс, чтобы соответствовать интерфейсу. Интерфейсы позволяют расширять функциональность приложения и создавать плагины и библиотеки, которые могут быть использованы в различных приложениях.

В целом, объектно-ориентированное программирование в Java SE 8 предоставляет разработчикам мощные инструменты для создания высококачественного, модульного и гибкого кода.

Абстрактные классы и интерфейсы

Абстрактные классы — это классы, которые имеют как реализованные, так и абстрактные методы. Они являются полноценными классами, которые можно использовать для создания объектов. При этом абстрактные методы класса не имеют тела, и их реализация должна быть определена в классах-наследниках.

Абстрактный класс объявляется при помощи ключевого слова abstract. Объект абстрактного класса нельзя создать. Он можно использовать только как базовый класс для создания потомков.

Интерфейсы — это механизм моделирования способов взаимодействия объектов. Интерфейс включает в себя только сигнатуры методов без их реализации. Все методы в интерфейсе являются абстрактными.

Интерфейс объявляется при помощи ключевого слова interface. Одним из главных преимуществ использования интерфейсов является возможность множественного наследования.

Абстрактные классы и интерфейсы могут использоваться для определения общих методов и свойств, которые будут унаследованы дочерними классами. При этом, если некоторые классы имеют общие методы, но различную реализацию, то можно использовать интерфейсы.

Обобщения и типовые параметры

Обобщения в Java — это механизм, предназначенный для решения проблемы статической типизации при работе с коллекциями. Вместо создания отдельных классов для работы с разными типами объектов, можно создать универсальный класс, который будет работать с различными типами данных. Для этого используются типовые параметры.

Типовые параметры добавляются к имени класса в угловых скобках и позволяют задавать тип данных, с которыми будет работать класс. В Java установлены стандартные типы параметров для коллекций, например: ArrayList<String>, HashMap<Integer, String>.

Использование обобщений в коллекциях не только повышает безопасность типов при компиляции, но и упрощает кодирование, делая его более компактным. Например, следующий объемный изначальный код:


ArrayList list = new ArrayList();
list.add("hello");
String str = (String) list.get(0);

Может быть заменен на короткий код с использованием обобщений:


ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
String str = list.get(0);

<T extends> — это своеобразное обобщение и часто используется для методов. Он позволяет задать конкретный тип параметра, но при этом подразумевается, что параметр будет наследоваться от указанного класса.

Обобщения и типовые параметры упрощают работу с коллекциями и повышают безопасность программного кода. Их использование не только ускоряет процесс написания кода, но и делает его более читабельным и понятным.

Многопоточное программирование в Java SE 8

В Java SE 8 появилась поддержка лямбда-выражений, которые значительно упростили написание многопоточных программ. Многопоточность в Java SE 8 уже не такая сложная и трудная задача, как раньше. Теперь реализация многопоточности в Java SE 8 производится с помощью функциональных интерфейсов, а не анонимных классов.

Одним из главных компонентов многопоточного программирования в Java SE 8 является интерфейс java.util.concurrent.Future, который представляет собой асинхронную вычислительную операцию. Он позволяет получать доступ к результатам, вычисляемым асинхронно в другом потоке. Для выполнения многопоточных операций Java SE 8 также предоставляет Executor Service, который упрощает управление потоками и позволяет более эффективно использовать ресурсы системы.

В Java SE 8 можно создавать параллельные стримы данных с помощью Stream API, что позволяет обрабатывать большие объемы данных в нескольких потоках. Для управления поведением вычислений используется метод parallelStream(), который можно применять к любой коллекции данных.

Однако, при написании многопоточных программ необходимо учитывать потенциальные проблемы, такие как конкуренция за ресурсы, взаимная блокировка и гонки данных. Для избежания этих проблем можно использовать механизмы синхронизации и средства контроля доступа к различным ресурсам.

В целом, многопоточное программирование в Java SE 8 представляет собой мощный инструмент для эффективной работы с вычислительными задачами и обработки больших объемов данных. Однако, этот подход требует хорошего понимания принципов многопоточности и аккуратности при реализации кода.

Понятие потока и процесса

Поток (Thread) — это легковесный процесс, то есть часть программы, которая может выполняться параллельно с другими частями программы. Потоки используются для управления параллельными задачами в программах.

Процесс (Process) — это программа, которая выполняется в операционной системе. Каждый процесс имеет свой собственный адресное пространство и можно запустить несколько экземпляров процесса на одной машине.

Потоки обычно запускаются внутри процесса и имеют общее адресное пространство с другими потоками в этом процессе. Кроме того, потоки могут совместно использовать ресурсы, такие как память, диски и сеть.

Потоки часто используются для создания параллельных и асинхронных программ, чтобы достичь лучшей производительности и быстрого отклика. Они могут использоваться для выполнения фоновых задач, таких как загрузка данных из сети или обработка пользовательского ввода.

Существует несколько способов создания потоков в Java, включая расширение класса Thread или реализация интерфейса Runnable. Однако, при использовании нескольких потоков необходимо обеспечить правильную синхронизацию и безопасность данных.

Потоки и процессы — это важные концепции в программировании, которые помогают создать более эффективные и масштабируемые приложения.

Синхронизация и взаимодействие потоков

При работе с потоками важно понимать, что они являются независимыми и могут работать параллельно, что возможно привести к ошибкам при изменении общих данных несколькими потоками. Для решения данной проблемы необходимо использовать механизмы синхронизации и взаимодействия потоков.

Один из способов синхронизации потоков – это использование ключевого слова synchronized. Оно позволяет защитить критическую секцию кода от доступа нескольких потоков одновременно. Также, с помощью мьютексов можно организовать блокировки, чтобы исключить конфликт доступа к ресурсам.

Для взаимодействия потоков могут использоваться различные механизмы, например, метод wait() и notify(). Они позволяют потокам ожидать событий или уведомлять другие потоки о том, что какое-либо событие произошло.

Нужно также учитывать, что некоторые методы и классы, например, классы StringBuffer и Vector являются потокобезопасными и могут использоваться без дополнительных механизмов синхронизации, однако их использование может привести к уменьшению производительности из-за синхронизации.

Важно помнить, что синхронизация и взаимодействие потоков являются неотъемлемой частью работы с многопоточностью в Java, и их использование помогает избежать ошибок и обеспечить правильную работу приложения.

Коллекции и контейнеры

Коллекции и контейнеры — это основные инструменты для работы с данными в языке Java. Они представляют собой наборы объектов, которые могут быть добавлены, изменены и удалены в зависимости от требуемых операций.

В Java SE 8 встроенные коллекции представлены в виде интерфейсов: List, Set и Map. Каждый из них имеет свои уникальные методы и возможности для работы с данными. Например, интерфейс List предоставляет возможности для работы с линейной последовательностью объектов, а Set — для работы с уникальными значениями.

Контейнеры, в свою очередь, представляют собой классы, которые реализуют эти интерфейсы. Среди них могут быть как стандартные классы, например, ArrayList или HashSet, так и созданные самостоятельно на основе интерфейсов.

Преимущество использования коллекций и контейнеров заключается в том, что они позволяют работать с данными с минимумом усилий и кода, а также способны автоматически выполнять сложные операции, такие как сортировка или поиск элемента.

Важно также учитывать, что при работе с коллекциями и контейнерами важно правильно выбирать типы данных для хранения объектов, а также оптимизировать их работу в зависимости от специфики проекта.

Интерфейсы List, Set и Map;
Стандартные классы, например ArrayList и HashSet;
Преимущества использования коллекций и контейнеров;
Выбор типов данных для хранения объектов;
Оптимизация работы коллекций и контейнеров.

Коллекции на основе массивов и списки

В Java SE 8 существует два основных вида коллекций: массивы и списки. Оба они позволяют хранить набор элементов, но имеют некоторые отличия.

Массивы — это коллекции, которые хранят все элементы в своей памяти. Они имеют фиксированную длину и используются для хранения примитивных типов данных (int, long, boolean, и т.д.) и объектов.

Списки, с другой стороны, создаются на основе массивов и позволяют добавлять и удалять элементы во время выполнения программы. Они предоставляют больше гибкости и функциональности, чем массивы.

Java SE 8 предоставляет множество классов для работы с коллекциями на основе массивов и списков. Например, классы ArrayList и LinkedList используются для создания списков, а класс Arrays — для работы с массивами.

В конечном итоге, выбор между массивами и списками зависит от конкретной задачи и требований к производительности и функциональности. Но в целом, списки чаще всего являются предпочтительным выбором, так как они дают больше гибкости и могут быть производительнее в некоторых случаях.

Множества и отображения

В Java множество представлено интерфейсом Set. Он предоставляет реализацию множества, которую можно использовать для хранения коллекции неупорядоченных, неповторяющихся элементов.

Отображение в Java представлено интерфейсом Map. Он предоставляет реализацию отображения — структуры данных, которая хранит пары ключ-значение. Ключи в отображении уникальны, а значения могут повторяться.

Для работы с множествами и отображениями в Java 8 были введены новые методы. Например, методы forEach и replaceAll позволяют выполнять операции над всеми элементами коллекции в одной строке кода.

В Java также есть специальные классы, реализующие множества и отображения с возможностью сортировки. Это TreeSet для множеств и TreeMap для отображений. Они хранят элементы в отсортированном порядке в соответствии с естественным порядком сравнения или предоставленным компаратором.

Важно помнить, что множества не поддерживают дублирующиеся элементы. Если вы попытаетесь добавить в множество элемент, который уже есть в коллекции, он будет проигнорирован. Отображения, в свою очередь, хранят пары ключ-значение и не допускают дубликатов ключей.

Исключения и отладка программ

Исключения — это обработка ошибок в Java. Когда программа выполняется, возникают ошибки, которые могут привести к неожиданному завершению программы. Исключение позволяет обработать ошибку и продолжить выполнение программы.

Try-catch — это блок кода, который перехватывает исключения и обрабатывает их. В блоке try код, который может вызвать исключение, и в блоке catch описывается, что нужно делать, если исключение было вызвано.

Throws — это оператор, который указывает, что метод может выбросить исключение. Он используется в объявлении метода.

Отладка программ — это процесс нахождения и исправления ошибок в коде. Один из самых распространенных методов отладки программ в Java — это вывод информации о состоянии программы с помощью команды System.out.println().

Другие методы отладки:

Использование дебаггера — дебаггер — это инструмент, который позволяет запустить программу пошагово и проверять состояние переменных.
Использование логирования — логирование — это метод записи информации о работе программы в файл или консоль.
Использование тестовых данных — создание тестовых данных помогает выявлять ошибки в программе. Тестирование проводится на разных возможных данных, чтобы убедиться, что программа работает правильно во всех случаях.

Иерархия исключений в Java

Java предоставляет механизм обработки исключений, которые возникают при выполнении программы. Исключения объявляются в методе с помощью ключевого слова throws и обрабатываются с помощью ловушки try-catch-finally.

Иерархия исключений в Java представляет собой иерархическую структуру, в которой каждый класс исключения имеет предка. На вершине иерархии находится класс Throwable, который имеет два прямых потомка: Error и Exception.

Error — это класс исключений, который описывает тяжелые ошибки в работе JVM. Такие ошибки обычно связаны с недостатками программного обеспечения, аппаратного обеспечения или настройками операционной системы.

Exception — это класс исключений, который описывает ошибки, связанные с работой приложения. В свою очередь, класс Exception имеет множество подклассов, каждый из которых описывает определенный тип ошибок.

Некоторые из наиболее часто используемых подклассов класса Exception:

RuntimeException — описывает ошибки, которые могут возникать во время выполнения программы. Например, NullPointerException, IndexOutOfBoundsException;
IOException — описывает ошибки, связанные с работой с файлами и сетью;
ClassNotFoundException — возникает, когда класс не может быть найден во время выполнения программы;

Используя механизм исключений, можно более корректно и информативно обрабатывать возможные ошибки при выполнении программы. Благодаря иерархии исключений можно точно определить тип ошибки и предпринять соответствующие действия.

Отладка программ с помощью инструментов Java

Отладка приложений является одной из самых важных задач в процессе разработки. В Java для этой цели существуют инструменты, позволяющие облегчить процесс нахождения и исправления ошибок в коде. Один из наиболее распространенных инструментов для отладки программ в Java — это отладчик (debugger). Он позволяет запускать программу в режиме отладки и поэтапно проверять ее работу.

Отладка в Java также может выполняться с помощью логирования (logging). Логирование позволяет записывать сообщения о выполнении программы в файлы или консоль, что помогает отслеживать выполнение кода и идентифицировать ошибки.

В Java имеются специальные классы, позволяющие логирование — например, java.util.logging или log4j.
Чтобы включить логирование в свою программу, нужно настроить соответствующие параметры в файле конфигурации, например, указать уровень логирования (debug, info и т.д.), а также путь к файлу для записи логов.
После этого в коде приложения можно обращаться к объектам логгера (logger) и вызывать методы записи сообщений о выполнении программы.

Отладка программ с помощью инструментов Java — это важный этап разработки, который позволяет избежать ошибок, улучшить качество и производительность приложения. Правильное использование отладочных инструментов поможет быстрее находить и исправлять ошибки, а также улучшить понимание работы приложения в целом.

FAQ

Какова целевая аудитория книги Хорстмана по Java SE 8?

Книга Хорстмана ориентирована на разработчиков, знакомых с основами Java, которые хотят углубить свои знания и овладеть новыми возможностями Java SE 8.

Что такое лямбда-выражения и зачем они нужны в Java SE 8?

Лямбда-выражения представляют собой краткий и удобный способ определения функций-объектов. Они позволяют передавать функции как параметры, возвращать функции из других функций и применять их в различных контекстах. Лямбда-выражения являются одним из ключевых нововведений в Java SE 8, которые облегчают написание более компактного и выразительного кода.

Какова основная идея функционального программирования, которое поддерживает Java SE 8?

Основная идея функционального программирования заключается в том, что программы строятся из функций, которые можно передавать как параметры, возвращать из других функций, сохранять в переменных и применять в любом месте программы. Функциональное программирование избавляет от многих проблем, связанных с изменяемым состоянием и побочными эффектами, и позволяет писать более выразительный и модульный код.

Каково преимущество интерфейсов с методами по умолчанию, которые появились в Java SE 8?

Интерфейсы с методами по умолчанию позволяют добавлять новые методы в существующие интерфейсы, не нарушая обратную совместимость. Это дает большую гибкость для разработки библиотек и API и упрощает многие шаблоны проектирования, например, стратегию и декоратор.

Какие возможности появились в Java SE 8 для работы с потоками данных?

Java SE 8 внесла значительные изменения в API для работы с потоками данных. Теперь можно использовать лямбда-выражения и функциональные интерфейсы для удобного фильтрации, преобразования и агрегации данных в потоках. Java SE 8 также предоставляет удобные методы для распараллеливания потоков и повышения производительности при работе с большими объемами данных.

Cодержание